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By Johan Richaud

Achieving high surface quality steel in the continuous casting process requires optimal mould level control. The design of the casting channel from the tundish to the mould is crucial to prevent formation of undesired instabilities or biased flows that can cause level fluctuation. With the aid of CFD and with physical water models, the geometry of the stopper nose and the nozzle seat have been studied and optimized to improve the overall mould flow stability. A special stopper nose; Ripple Stopper (RST), has been developed that reduces the formation of large and unwanted eddies in the liquid steel that destabilize the port exiting jets. Instead, the RST produces a fast release of turbulence in the form of a large number of small eddies. The large sudden fluctuations in the mould level are reduced, which in turn reduces the occurrence of surface defects. An additional benefit is derived from the local pressure around the stopper nose region being greater which reduces the refractory erosion. For a tundish gate type flow regulation, a new design encompasses an offset in the Tundish Well Nozzle (TWN) that realigns the flow and reduces the bias flow that is common to tundish gate regulation. The steel recirculation regions below the throttling gate are decreased reducing the risk of oxide depositions. The RST and the Offset bore casting channel have been applied successfully leading to a superior flow control performance between the tundish and the mould.

Jul 30, 2018

By Rodrigo Prestes Limberger

A investigação do comportamento de um mandril com diferentes diâmetros ao longo de seu comprimento no forjamento incremental em matriz aberta de eixos vazados para aerogeradores é estudada. Tem-se por finalidade a fabricação de um mandril que se adeque à peça forjada e atinja o formato proposto. Através do uso de simulações numéricas computacionais com o software Simufact.forming 12, e simulações com o material modelo plasticina, possíveis geometrias de mandris foram estudadas, variando a angulação na região de troca de diâmetros ao longo do comprimento. Foram estudados ângulos de 0º, 30º e 60º, analisando o comportamento da fluência do material na região.

Aug 16, 2017

By Horst Kappes

Tradicionalmente, a escória é descartada em poços secos ou granulada com água, gerando um produto de maior valor agregado devido à vitrificação e consequente aproveitamento na indústria de cimento. Com larga experiência em granulação e mais de 260 referências do sistema INBA®, a Paul Wurth agora apresenta a solução mais robusta do mercado para granulação a seco. Promovendo a granulação através da injeção de esferas de aço, comprovou-se, através de uma série de testes, características iguais ou superiores à da escória granulada com água. Uma apresentação desta tecnologia bem como uma narrativa de sua trajetória e os resultados parciais obtidos é descrito neste trabalho.

Aug 2, 2018

By Renan Bueno Wojciechowski, Yukio Shigaki

The quality of flat rolling process depends highly on multiple factors such as applied forces, materials involved for both strip and rolls, roll geometry and its positioning. To calculate the strip shape, a mathematical/numerical model can be applied, showing the final product and how the equipment behaves when changing some parameters. This is usually a time-consuming task for both user and computer, especially when it involves thin and hard strips. By coupling a quick rolling load calculation method as Bland-Ford and Finite Element Method (FEM) for roll stack deformation, it is possible to create an accurate and user-friendly rolling simulator. This paper presents the improvements done in the 3D FEM/multi-slab method and its actual capabilities by simulating two cases of a 6-High rolling mill. Different analysis in this equipment can be easily done in about 10 minutes by using the developed an electronic spreadsheet program interface and the folder generated with relevant results and logs. An operation manual and a commercial FE program plugins were made to aid construction of a completely new model. The code was created in a modularized way to assist the application of this simulator for other operational conditions.

Oct 1, 2019

By Nestor Ferreira Carvalho

Com o intuito de garantir a segurança das pessoas, meio ambiente e o patrimônio das empresas, os vasos de pressão e caldeiras instalados no Brasil devem ser protegidos por válvulas de segurança, cuja função é evitar que o equipamento seja pressurizado acima da pressão de projeto. A escolha do melhor local para instalação dessas válvulas deve levar em consideração, além dos itens usuais de projeto, os esforços gerados quando da abertura dessas válvulas. Esse artigo, faz uma análise da fratura, com o propósito de determinar as causas básicas da falha e evitar sua repetição. A análise foi realizada com o apoio de literaturas sobre fractografia e fadiga.

Aug 16, 2017

By Alaelson Vieira Gomes

Amostras de alumina APC-2011 SG com nióbia, sílica e magnésia foram sinterizadas a 1400 °C/3h, a fim de serem avaliadas suas propriedades balísticas. A adição de nióbia foi de 6% e 8% em peso; sílica foi de 0% e 0,8% em peso; e magnésia no teor de 0% e 0,15% em peso. As amostras sinterizadas foram caracterizadas medindo-se dureza, densificação e velocidade após o impacto.Os ensaios balísticos foram efetuados colando discos cerâmicos em chapas de aço e então submetendo o alvo a impacto usando projetil 7,62 mm de um fuzil com uma distância de tiro de 5m. A energia absorvida pela fragmentação dos discos cerâmicos foi estimada pela velocidade residual.As superfícies de fratura das amostras foram observadas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados foram analisados.Verificou-se que a adição de quantidades elevadas de nióbia à alumina com presença menos significativa de sílica e magnésia pode incrementar a presença de fase vítrea nos contornos de grãos da alumina, com efeito nas propriedades do material para uso em proteção balística.

Oct 30, 2017

By Gerd Weyand

Gontermann-Peipers GmbH (GP) Germany developed a new, high alloyed steel grade for the manufacturing of back-up rolls. The advanced GP double pour casting processes provide highest flexibility in being quite open in rolls work layer chemistry and hence microstructure with no influence on core respectively neck properties. GP took the process advantage to provide a brand new back-up roll grade with remarkably reduced roll wear while operating with textured work rolls. In the meantime several successful trials have been made with this new roll grade on different Skin Pass Mills. As a result the performance of back-up roll and thus availability of mill will be improved while specific costs for mill will drop. This quite new back-up roll grade has recently been launched. As next step increasing the field of applications is under progress.

Aug 17, 2017

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

O pick-up de nitrogênio no aço deve ser evitado nos processos de fabricação em uma Aciaria de alto desempenho. Entretanto, o pick-up de nitrogênio pode ocorrer em inúmeros pontos na Aciaria, principalmente quando o aço líquido é exposto ao ar atmosférico. Alguns locais de controle têm grande relevância no resultado do pickup, tais como: durante o vazamento do aço do convertedor para a panela, no refino secundário durante a agitação excessiva do aço e no lingotamento contínuo devido a aspiração de ar atmosférico nas conexões. Neste trabalho, o foco do controle da incorporação de nitrogênio é no lingotamento contínuo e, para efeito de estudo, tomou-se como referência um pick-up de nitrogênio de até 5 ppm. Os dados históricos mostram que menos de 64,6% das corridas encontravam-se com pick-up de nitrogênio abaixo de 5 ppm. Assim, visando reduzir esse pick-up foi proposto um ajuste no ângulo da sede da válvula longa, melhoria do projeto do gasket e capacitação da equipe de operação. Após a efetivação dessas ações de controle esse número passou para 97,7% das corridas lingotadas.

Jul 30, 2018

By Kyle T. Chomyn

Multi-disciplinary engineering analysis and advanced modeling techniques were used to identify and develop low cost design modifications to improve a blast furnace hot blast air distribution main that experienced frequent refractory failures. Piping flexibility analysis helped identify the root causes of refractory damage and determine the need for new expansion joints. Finite element analysis was used to optimize a custom-designed elbow-to-elbow tie-rod system, which ensures thermal expansion loads are not placed on connecting piping. Heat transfer coefficients through the elbows were estimated using computational fluid dynamics (CFD) flow modeling. The cast refractory design was changed to a more reliable brick refractory design. Excessive draft was occurring during furnace back-drafting, so the system was assessed using CFD, and a passive flow-reduction spool was designed. This firstprinciples engineering design approach allowed for optimization and verification, ensuring that the new design addressed the root cause of the previous deficiencies.

Aug 17, 2017

By Paulo Sergio Olivio Filho

A aspersão térmica é utilizada para produzir revestimento quando há necessidade de aumentar a vida útil de sistemas e peças, podendo ser também utilizada na recuperação delas, em alguns casos. Com o intuito de compreender melhor o processo de aspersão térmica por chama a pó, o objetivo deste trabalho é analisar os fatores influentes no aumento de espessura depositada pelo processo, utilizando o delineamento de experimento de Taguchi para avaliar os fatores e níveis dos fatores que geram as melhores condições de aplicação para o revestimento. Para isto, foram escolhidos três fatores de controle com três níveis cada um, dos quais foi possível seu controle em laboratório. A deposição foi realizada em chapas de aço SAE1020, e revestida com pó de alumínio não atomizado. A seção transversal dos revestimentos foi analisada por microscópio ótico. Os resultados dos experimentos foram analisados através de estatística descritiva, gráfica e análise pelo delineamento de Taguchi, baseada na análise de Sinal/Ruído. Sendo evidente que os fatores do processo são estatisticamente significativos: número de passes, fluxo de nitrogênio e a taxa de alimentação de pó. Esta análise se mostrou eficaz, gerando os resultados esperados para otimização dos parâmetros do processo.

Aug 8, 2018

By Ricardo Rocha de Oliveira

A indústria Siderúrgica, nos dias atuais, vem enfrentando grandes desafios, no que tange à sua produção de metais. Com um cenário cada vez mais desafiador, (variação cambial, mercado externo, mão de obra local, custos de produção e logísticos, matéria-prima), as empresas do setor de Metalurgia precisam adotar soluções cada vez mais sustentáveis e com um excelente retorno a curto e médio prazo. Mesmo sob estas condições, o mercado brasileiro não para de inovar em seus processos, principalmente a indústria automobilística, onde há vários desenvolvimentos de veículos automotores que demandam o que há de mais tecnológico e moderno, tais como ligas especiais, adoção de alumínio em sua composição, aços com maior resistência mecânica, entre outros. O Segmento de Metalurgia/Siderurgia é orientado, desta forma, a realizar as mais diversas pesquisas para a otimização de processos e de produção, através de parcerias com seus fornecedores e pesquisa de matéria-prima. Com tudo isso, se verifica que é possível aplicar novas soluções, incorporando-as aos seus processos, obtendo excelentes retornos quanto a ganhos de produtividade e redução de custos de aquisição/manutenção, sem deixar de lado o fator Sustentabilidade e a prática do “Ecologicamente Correto”. Desta forma, as empresas do setor de Metalurgia/Siderurgia conseguem se destacar em seu nicho tecnológico, atendendo a demanda do mercado, apresentando excelente retorno a seus acionistas e garantindo a satisfação de seus colaboradores em todos os níveis dentro da corporação.

Oct 30, 2017

By João Paulo Vilano de Castro

O processo termomecânico de laminação controlada seguido de resfriamento acelerado permite obter aços de elevada resistência mecânica e tenacidade e excelente soldabilidade, com o emprego de menores adições de elementos de liga, além da exclusão de tratamentos térmicos posteriores. Com a aquisição do sistema de resfriamento acelerado pela Usiminas, CLC, diversos aços vêm sendo desenvolvidos. Este trabalho apresenta a caracterização microestrutural e mecânica relativa à fabricação do aço API 5L X80, utilizando resfriamento acelerado. Foram avaliados os resultados de dois projetos de liga, Nb-Cr-Mo-Ti e Nb-V-Ti, com a laminação terminando no campo intercrítico. O aço Nb-V-Ti foi processado, também, com a laminação concluída no campo austenítico. Em todos, os testes a resistência mecânica e a tenacidade atenderam aos requisitos especificados pela API 5L. Embora a microestrutura dos aços tenha sido distinta em função das suas condições de processamento, a laminação do aço Nb-V-Ti no campo austenítico foi mais vantajosa em consequência de ganhos em produtividade e estabilidade operacional.

Aug 16, 2017

By Flavio Viana Diniz Soares

Neste trabalho foi avaliada a desnitrogenação ao longo do tratamento no Desgaseificador a vácuo – RH2 da Usiminas, a partir da amostragem de 10 corridas de aço estrutural para chapa grossa de classe de resistência mecânica de 50 kgf/mm2 microligado com nióbio e titânio, de composição química e em condições de processo similares. Foram retiradas amostras de aço nos tempos 0, 5, 10, 15 e 20 minutos de cada corrida. Os dados foram tratados em dois grupos baseado no teor inicial de nitrogênio. Para o grupo de corridas com o teor menor que 39 ppm, não se verificou redução nos valores de nitrogênio após o tratamento no RH. No grupo de corridas com teor de nitrogênio acima de 39 ppm, evidenciou-se uma redução média de 17% do teor de nitrogênio. Além disso, o teor médio final de nitrogênio em ambos os grupos ficaram com diferença de apenas 2 ppm, evidenciando que o desgaseificador a vácuo RH foi eficiente na redução de nitrogênio para teores acima de 39 ppm.

Oct 30, 2017

By Ivan R. Jankov

No setor industrial no mundo todo, são exigidas as emissões cada vez mais restritivas. Nas plantas onde o Precipitador Eletrostático já está instalado, a solução com o melhor custo-benefício para reduzir as emissões de material particulado abaixo de 20 mg/Nm3 é com o Filtro Híbrido. Esta tecnologia consiste em combinação dos princípios de operação de um Precipitador Eletrostático (utilizado na entrada do sistema), com uso de campo elétrico para separação de material particulado do fluxo gasoso, e de um Filtro de Mangas (utilizado na saída do sistema), com uso de tecido para retenção de material particulado. Salienta-se que a viabilidade de implementação do Filtro Híbrido depende da configuração original do Precipitador Eletrostático (i.e. altura das placas, número de campos, largura da carcaça) que determina o espaço disponível para mangas, bem como as velocidades máximas do gás dentro da carcaça. Na indústria siderúrgica, este tipo de retrofit já é utilizado em planta de sinterização, mas também é aplicável para despoeiramento de fornos de cal e de plantas de pelotização.

Oct 30, 2017

By Camila Fernandes Rezende, Camila Simon Christ, Vinicios Andreatta, Marcus Vinícius Pimentel Gomes

A integração e cruzamento de dados de diversos sistemas para as unidades técnicas de processo sempre foi uma necessidade e um desafio. Para a unidade técnica da Aciaria, a integração de dados gerados pela Instrumentação, Automação e MES (Manufacturing Execution System) é imprescindível para a análise e otimização do processo. Este processo feito de forma manual era trabalhoso, improdutivo e com grande potencial de erros. Mesmo com o suporte da área de TI (tecnologia da informação) e TA (tecnologia de automação), em alguns casos este processo era inviável devido à complexidade. Com a utilização de uma ferramenta analítica, já utilizada em outros processos produtivos da empresa (Laminação de Tiras a Quente e Qualidade), foi possível prover acesso a diferentes bases de dados, permitindo a integração dessas informações de forma simplificada, ágil e única, todos consumindo os mesmos dados, com as mesmas regras. A automatização deste processo trouxe benefícios como: melhora na qualidade do dado, democratização das informações e tempo para investigação de problemas e otimização de processo, além de menor dependência das equipes de TI e TA.

Oct 1, 2019

By Breno Totti Maia, Rubia Teodoro Silva, Daniel A. G. de Carvalho, Aline Lima da Silva, Gilvan Nascimento de Souza

Para a maior eficiência na técnica conhecida como Slag Splashing, empregada com fins de manutenção e reparo de refratários de convertedor LD, a escória deve apresentar características apropriadas em termos de viscosidade e fração de sólidos. No presente trabalho, desenvolveu-se uma metodologia híbrida, combinando a utilização de padrões para a caracterização visual de escórias na planta, baseada em critérios de atribuição de notas, com a simulação termodinâmica usando o software FactSage para determinação das fases presentes na escória, quantificação de fração de sólidos e cálculo da viscosidade efetiva. A metodologia proposta permite identificar os quadrantes ideais de viscosidade efetiva, fração de sólidos e teor de ferro total, de modo que se possa garantir escórias com notas altas, apresentando qualidade apropriada para o processo. Os resultados indicam que as escórias com nota 3 (ótima) são obtidas nas seguintes condições: temperatura de fim de sopro de 1690-1720ºC, viscosidade efetiva na faixa de 0,070-0,650 Pa.s, fração de sólidos de 13-22%, teor de ferro total na escória de 14-17,5%..

Oct 1, 2019

By Antônio Carlos Aguiar Gagno Junior

O Sistema de Controle de Equipamentos de Radiofrequência (SCER) nasceu a partir de uma demanda da área de Telecomunicações com o objetivo de minimizar as interferências dos diversos equipamentos emissores e receptores de ondas de rádio existentes em todo o perímetro da Usina ArcelorMittal Tubarão. Anterior ao sistema, todo o cadastro, controle e alocação destes equipamentos era feito em planilha Excel, mantida pela área de telecomunicações. Todas as verificações para liberação da instalação/configuração do equipamento a ser instalado eram feitas manualmente, com auxílio de equipamento analisador de espectro de frequência. Com a implantação do SCER, as fragilidades do controle manual foram supridas, trazendo o diferencial de cálculos automáticos de interferências feitos pelo sistema em função dos parâmetros de ajuste de cada equipamento, da sua abrangência e localização geográfica. Através de uma interface Web, os usuários podem não só controlar os equipamentos, fabricantes, modelos e aplicações, como também visualizar em mapas, com georreferenciamento, as áreas da Usina em que estes equipamentos atuam, bem como alterar os polígonos e perímetros de alcance e abrangência das áreas.

Aug 16, 2017

By Beatriz Lemos Clemente

A maneira com que acontece a nucleação interfere diretamente na forma dos contornos de grão e também nas propriedades do material em questão. Para visualizar melhor, pode-se utilizar uma célula cúbica, na qual é possível notar que em cada eixo há diferença de textura e densidade entre os grãos já desenvolvidos. Neste trabalho, foram empregadas duas vias de estudo a fim de obter os resultados desejados. A primeira delas é a nucleação homogênea dos grãos e a outra, a nucleação não homogênea, ambas com velocidade constante. Esse fenômeno pode ser visto durante a recristalização de grãos. Rios e Villa [6] criaram um método efetivo para analisar a cinética das transformações homogêneas e não homogêneas a partir do método de JMAK[1-5]. Para comparar método analítico foi desenvolvida uma simulação computacional com base no modelo analítico Rios e Villa [6], foi utilizado a metodologia do Cone Causal (método estocástico). Os gráficos gerados confirmam a teoria de Rios e Villa [6] para esses casos particulares e comparam os resultados obtidos com o conceito de JMAK [1-5].

Oct 30, 2017

By Thainá Silveira Garcia Mendes

A manutenção de monumentos e obras históricas deve ser executada com o uso de argamassa de cal, devido à sua maior permeabilidade e por preservar as características originais da obra. Entretanto, o uso de revestimento de tinta acrílica comercial sobre esta argamassa interfere na permeabilidade da construção como um todo, por vedar a superfície das paredes e tetos, internos e externos. Como uma alternativa que permite maior permeabilidade, tem-se a tinta à base de solo, constituída de água, cola branca e solo rico em silte e argila. O presente trabalho tem como objetivo quantificar e comparar as permeabilidades de amostras de argamassa de cal revestidas com tinta acrílica e com tinta de solo. Usou-se o método do tubo de Karsten para medir a permeabilidade dos dois revestimentos em comparação com a argamassa de cal sem revestimento. Os resultados dos ensaios indicaram que o revestimento de tinta à base de solo apresenta permeabilidade significativamente maior que a acrílica, sendo então mais indicada para o uso em restauro e manutenção de edificações históricas.

Oct 30, 2017

By Anna Beatriz Almeida Leandro da Costa, Erica Renata Cruz da Cunha, Dayany Karla Silva da Rocha, Mateus Nunes de Souza, Flánelson Maciel Monteiro, Bruna Pereira do Nascimento Souza

As argilas cauliníticas, popularmente conhecidas como de queima branca, possuem a coloração final dos seus produtos como principal característica. As jazidas desse tipo de argila não são encontradas com facilidade, sendo a prospecção de novos depósitos o principal desafio do setor cerâmico. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar as propriedades tecnológicas de uma argila caulinítica do município de Boa Saúde – RN. O trabalho foi iniciado com a coleta in loco da argila e, em seguida, seu destorroamento, cominuição e peneiramento em uma peneira ABNT 200 mesh (0,074mm). Após essa etapa, foram confeccionados trinta (30) corpos de prova utilizando uma prensa hidráulica com pressão de 21 MPa. As amostras ficaram em uma estufa por um período de 24 horas com temperatura de 100ºC para retirada da umidade. O processo de sinterização ocorreu em um forno do tipo mufla, sem atmosfera protetora, nas temperaturas de 850°C, 950°C e 1050°C, com taxa de aquecimento de 10°C/min e patamar de isoterma de 60 minutos. Em cada temperatura foram sinterizados dez (10) corpos de prova. Os ensaios tecnológicos realizados nas amostras foram os seguintes: absorção de água (AA%), retração linear (RL%), perda ao fogo (PF%), porosidade aparente (PA%) e massa específica aparente (MEA). Os resultados dos ensaios apontam que a argila estudada possui características que apontam sua utilização na fabricação de peças para os setores da cerâmica estrutural e revestimentos.

Mar 1, 2019